Xem thêm: Cổng thông tin:Vật lý

Một từ trường có thể được tạo ra dòng điện của các hạt tích điện và/hoặc khoảnh khắc từ tính điện tử V. nguyên tử(và mômen từ của các hạt khác, mặc dù ở mức độ thấp hơn đáng kể) ( nam châm vĩnh cửu).

Ngoài ra, nó xuất hiện với sự hiện diện của một thời gian thay đổi điện trường.

Đặc tính cường độ chính của từ trường là vectơ cảm ứng từ (vectơ cảm ứng từ trường). Từ quan điểm toán học - trường vector, định nghĩa và chỉ rõ khái niệm vật lý của từ trường. Thông thường, để cho ngắn gọn, vectơ cảm ứng từ được gọi đơn giản là từ trường (mặc dù đây có lẽ không phải là cách sử dụng thuật ngữ nghiêm ngặt nhất).

Một đặc tính cơ bản khác của từ trường (thay thế cho cảm ứng từ và liên quan chặt chẽ với nó, gần như ngang bằng với nó về giá trị vật lý) là tiềm năng véc tơ .

Từ trường có thể gọi là một loại vật chất đặc biệt, qua đó xảy ra tương tác giữa các hạt mang điện hoặc vật thể mang điện chuyển động với khoảnh khắc từ tính.

Từ trường là hệ quả tất yếu (trong bối cảnh) của sự tồn tại của điện trường.

• Theo quan điểm của lý thuyết trường lượng tử, tương tác từ là một trường hợp đặc biệt tương tác điện từđược thực hiện bởi vật chất cơ bản không có khối lượng boson - photon(một hạt có thể được biểu diễn dưới dạng kích thích lượng tử của trường điện từ), thường (ví dụ, trong mọi trường hợp trường tĩnh) - ảo.

Nguồn từ trường

Một từ trường được tạo ra (tạo ra) dòng điện của các hạt tích điện, hoặc thay đổi theo thời gian điện trường, hoặc mô men từ của chính các hạt (mômen từ, vì mục đích đồng nhất của hình ảnh, có thể chính thức quy về dòng điện).

Tính toán

Trong các trường hợp đơn giản, từ trường của một dây dẫn mang dòng điện (kể cả trường hợp dòng điện phân bố tùy ý trong một thể tích hoặc không gian) có thể được tìm từ Định luật Biot-Savart-Laplace hoặc định lý tuần hoàn(hay còn gọi là - Định luật Ampe). Về nguyên tắc, phương pháp này chỉ giới hạn trong trường hợp (xấp xỉ) tĩnh điện- nghĩa là trường hợp hằng số (nếu chúng ta đang nói về khả năng ứng dụng chặt chẽ) hoặc thay đổi khá chậm (nếu chúng ta đang nói về ứng dụng gần đúng) từ trường và điện trường.

Trong những tình huống phức tạp hơn, nó được tìm kiếm như một giải pháp phương trình Maxwell.

Biểu hiện của từ trường

Từ trường biểu hiện ở chỗ tác dụng lên mômen từ của các hạt và vật thể, lên các hạt mang điện chuyển động (hoặc các vật dẫn mang dòng điện). Lực tác dụng lên một hạt mang điện chuyển động trong từ trường gọi là lực Lực Lorentz, luôn hướng vuông góc với các vectơ v Và B. Nó tỷ lệ thuận thù lao hạt q, thành phần tốc độ v, vuông góc với hướng của vectơ từ trường B, và độ lớn cảm ứng từ trường B. Theo đơn vị SI Lực Lorentzđược thể hiện như thế này:

trong hệ thống đơn vị GHS:

trong đó dấu ngoặc vuông biểu thị sản phẩm vector.

Ngoài ra (do tác dụng của lực Lorentz lên các hạt mang điện chuyển động dọc theo dây dẫn) nên từ trường tác dụng lên nhạc trưởng Với điện giật. Lực tác dụng lên dây dẫn mang dòng điện gọi là lực Lực ampe. Lực này là tổng các lực tác dụng lên các điện tích riêng lẻ chuyển động bên trong dây dẫn.

Tương tác của hai nam châm

Một trong những biểu hiện phổ biến nhất của từ trường trong cuộc sống hàng ngày là sự tương tác của hai nam châm: Các cực cùng dấu thì đẩy nhau, các cực khác dấu thì hút nhau. Thật hấp dẫn khi mô tả sự tương tác giữa các nam châm là sự tương tác giữa hai đơn cực, và từ quan điểm hình thức, ý tưởng này khá khả thi và thường rất thuận tiện, do đó hữu ích trong thực tế (trong tính toán); tuy nhiên, phân tích chi tiết cho thấy rằng trên thực tế đây không phải là một mô tả hoàn toàn chính xác về hiện tượng này (câu hỏi rõ ràng nhất không thể giải thích được trong mô hình như vậy là câu hỏi tại sao các đơn cực không bao giờ có thể tách rời, tức là tại sao thí nghiệm cho thấy rằng không có cơ thể cô lập không thực sự có điện tích; hơn nữa, điểm yếu của mô hình là nó không áp dụng được cho từ trường được tạo ra bởi một dòng điện vĩ mô, và do đó, nếu không được coi là một kỹ thuật thuần túy hình thức thì nó chỉ dẫn đến đến sự phức tạp của lý thuyết theo nghĩa cơ bản).

Sẽ đúng hơn nếu nói như vậy lưỡng cực từ, được đặt trong một trường không đồng nhất, một lực tác dụng có xu hướng làm trường quay sao cho mômen từ của lưỡng cực thẳng hàng với từ trường. Nhưng không có nam châm nào chịu lực (tổng) tác dụng bởi một từ trường đều. Lực tác dụng lên lưỡng cực từ với mô men từ tôiđược thể hiện bằng công thức:

Lực tác dụng lên một nam châm (không phải là một lưỡng cực điểm) từ một từ trường không đồng nhất có thể được xác định bằng cách tổng hợp tất cả các lực (được xác định bằng công thức này) tác dụng lên các lưỡng cực cơ bản tạo nên nam châm.

Tuy nhiên, có thể có một cách tiếp cận làm giảm sự tương tác của nam châm với lực Ampe và bản thân công thức trên cho lực tác dụng lên lưỡng cực từ cũng có thể thu được dựa trên lực Ampe.

Hiện tượng cảm ứng điện từ

Trường vectơ Hđo bằng ampe TRÊN mét(A/m) trong hệ thống SI và trong Oerstedach V. GHS. Oersted và Gaussian là những đại lượng giống nhau; sự phân chia của chúng hoàn toàn mang tính thuật ngữ.

Năng lượng từ trường

Sự gia tăng mật độ năng lượng từ trường bằng:

H - cường độ từ trường , B - cảm ứng từ

Trong phép tính gần đúng tensor tuyến tính tính thấm từ có tenxơ(hãy biểu thị nó) và nhân một vectơ với nó là phép nhân tensor (ma trận):

hoặc trong các thành phần.

Mật độ năng lượng trong phép tính gần đúng này bằng:

- thành phần tensor tính thấm từ, là một tensor được biểu diễn bằng ma trận, đảo ngược ma trận của tensor thấm từ, - hằng số từ

Khi chọn các trục tọa độ trùng với các trục chính của tenxơ thấm từ, các công thức trong thành phần được đơn giản hóa:

- các thành phần đường chéo của tenxơ thấm từ trong trục của chính nó (các thành phần còn lại trong các tọa độ đặc biệt này - và chỉ trong chúng! - bằng 0).

Trong nam châm tuyến tính đẳng hướng:

- liên quan đến tính thấm từ

Trong chân không và:

Năng lượng của từ trường trong cuộn cảm có thể được tìm thấy bằng công thức:

F - từ thông, I - hiện tại, L - độ tự cảm cuộn dây hoặc quay theo dòng điện.

Tính chất từ ​​của các chất

Từ quan điểm cơ bản, như đã nêu ở trên, từ trường có thể được tạo ra (và do đó - trong ngữ cảnh của đoạn này - yếu đi hoặc tăng cường) bởi một điện trường xoay chiều, dòng điện ở dạng dòng hạt tích điện, hoặc momen từ của hạt.

Cấu trúc và tính chất vi mô cụ thể của các chất khác nhau (cũng như hỗn hợp, hợp kim, trạng thái kết tụ, biến đổi tinh thể, v.v.) dẫn đến thực tế là ở cấp độ vĩ mô, chúng có thể hành xử hoàn toàn khác nhau dưới tác động của từ trường bên ngoài (đặc biệt là làm suy yếu hoặc tăng cường nó ở các mức độ khác nhau).

Về vấn đề này, các chất (và môi trường nói chung) xét về tính chất từ ​​tính của chúng được chia thành các nhóm chính sau:

• Chất phản sắt từ- các chất trong đó nó được thành lập phản sắt từđặt hàng khoảnh khắc từ tính nguyên tử hoặc ion: mô men từ của các chất ngược chiều nhau và có độ lớn bằng nhau.
• Diamagnets- Các chất bị từ hóa ngược chiều với từ trường ngoài.
• Thuận từ- các chất bị từ hóa trong từ trường ngoài theo hướng của từ trường ngoài.
• Sắt từ- các chất trong đó, dưới một nhiệt độ tới hạn nhất định (điểm Curie), trật tự mô men từ trong phạm vi rộng được thiết lập
• nam châm sắt- những vật liệu trong đó mô men từ của chất đó có hướng ngược nhau và có độ bền không bằng nhau.
• Các nhóm chất được liệt kê ở trên chủ yếu bao gồm các chất rắn hoặc (một số) chất lỏng thông thường, cũng như chất khí. Sự tương tác với từ trường là khác nhau đáng kể chất siêu dẫn Và huyết tương.

Toki Fuko

Dòng điện Foucault (dòng xoáy) - đóng dòng điện một cách đồ sộ nhạc trưởng, phát sinh từ sự thay đổi độ thấm từ thông. Họ là dòng điện cảm ứng, được hình thành trong vật dẫn điện do sự thay đổi thời gian của từ trường nơi nó đặt hoặc do sự chuyển động của vật thể trong từ trường, dẫn đến sự thay đổi từ thông qua vật thể đó. cơ thể hoặc bất kỳ bộ phận nào của nó. Theo Quy tắc Lenz, từ trường của dòng điện Foucault được định hướng sao cho chống lại sự thay đổi của từ thông gây ra các dòng điện này.

Lịch sử phát triển ý tưởng về từ trường

Mặc dù nam châm và từ tính đã được biết đến sớm hơn nhiều, nhưng nghiên cứu về từ trường bắt đầu vào năm 1269, khi nhà khoa học người Pháp Peter Peregrine (Hiệp sĩ Pierre xứ Mericourt) đánh dấu từ trường trên bề mặt của một nam châm hình cầu bằng kim thép và xác định rằng kết quả thu được là từ trường. các đường sức từ cắt nhau tại hai điểm mà ông gọi là “cực” tương tự như các cực của Trái đất. Gần ba thế kỷ sau, William Gilbert Colchesterđã sử dụng công trình của Peter Peregrin và lần đầu tiên khẳng định chắc chắn rằng bản thân Trái đất là một nam châm. Xuất bản năm 1600, tác phẩm của Gilbert "De Magnete", đặt nền móng cho từ tính như một khoa học.

Ba khám phá liên tiếp đã thách thức “cơ sở từ tính” này. Đầu tiên, vào năm 1819 Hans Christian Oersted phát hiện ra rằng dòng điện tạo ra một từ trường xung quanh nó. Sau đó, vào năm 1820, Andre-Marie Ampère chứng tỏ hai dây dẫn song song mang dòng điện cùng chiều hút nhau. Cuối cùng, Jean-Baptiste Biot Và Felix Savard vào năm 1820 họ đã phát hiện ra một định luật gọi là Định luật Biot-Savart-Laplace, dự đoán chính xác từ trường xung quanh bất kỳ dây dẫn điện nào.

Mở rộng những thí nghiệm này, Ampère đã công bố mô hình từ tính thành công của riêng mình vào năm 1825. Trong đó, ông đã chỉ ra sự tương đương của dòng điện trong nam châm, và thay vì các lưỡng cực điện tích từ của mô hình Poisson, ông đề xuất ý tưởng rằng từ tính gắn liền với các vòng dòng điện chạy liên tục. Ý tưởng này giải thích tại sao điện tích từ không thể bị cô lập. Ngoài ra, Ampere còn đưa ra luật mang tên ông, giống như định luật Biot-Savart-Laplace, mô tả chính xác từ trường được tạo ra bởi dòng điện một chiều và cũng được giới thiệu định lý tuần hoàn từ trường. Cũng trong công trình này, Ampère đặt ra thuật ngữ “điện động lực học” để mô tả mối quan hệ giữa điện trường và từ trường.

Mặc dù cường độ từ trường của một điện tích chuyển động ngụ ý trong định luật Ampe không được phát biểu rõ ràng vào năm 1892. Hendrik Lorenz rút ra nó từ các phương trình Maxwell. Đồng thời, lý thuyết cổ điển về điện động lực học đã cơ bản hoàn thiện.

Thế kỷ XX đã mở rộng quan điểm về điện động lực học nhờ sự xuất hiện của thuyết tương đối và cơ học lượng tử. Albert Einstein trong bài báo năm 1905 của ông, trong đó thiết lập thuyết tương đối của ông, đã chỉ ra rằng điện trường và từ trường là một phần của cùng một hiện tượng, được xem xét trong các hệ quy chiếu khác nhau. (Xem Bài toán chuyển động của nam châm và dây dẫn - thí nghiệm suy nghĩ, điều này cuối cùng đã giúp Einstein phát triển thuyết tương đối đặc biệt). Cuối cùng, cơ học lượng tửđược kết hợp với điện động lực học để tạo thành điện động lực học lượng tử(QED).

Xem thêm

• Máy hiển thị phim từ tính

Ghi chú

1. TSB. 1973, "Bách khoa toàn thư Liên Xô".
2. Trong những trường hợp cụ thể, từ trường có thể tồn tại trong trường hợp không có điện trường, nhưng nói chung, từ trường có mối liên hệ sâu sắc với điện trường, cả hai đều mang tính động lực (sự tạo ra các biến số lẫn nhau bởi điện trường và từ trường của nhau) và theo nghĩa là khi chuyển sang một hệ quy chiếu mới, từ trường và điện trường được biểu hiện qua nhau, nghĩa là nói chung chúng không thể tách rời nhau một cách vô điều kiện.
3. Yavorsky B. M., Detlaf A. A. Cẩm nang Vật lý: tái bản lần thứ 2, sửa đổi. - M.: Khoa học, Tòa soạn chính Văn học Vật lý và Toán học, 1985, - 512 tr.
4. TRONG SI cảm ứng từ được đo bằng Tesla(T), trong hệ thống GHS V. gauss.
5. So khớp chính xác trong hệ thống đơn vị GHS, V SI- khác nhau bởi một hệ số không đổi, tất nhiên, hệ số này không làm thay đổi thực tế về bản sắc vật lý thực tế của chúng.
6. Sự khác biệt quan trọng và rõ ràng nhất ở đây là lực tác dụng lên một hạt chuyển động (hoặc lên một lưỡng cực từ) được tính toán chính xác thông qua chứ không thông qua . Bất kỳ phương pháp đo có ý nghĩa và chính xác về mặt vật lý nào khác cũng sẽ cho phép đo chính xác, mặc dù đối với các phép tính hình thức, đôi khi nó trở nên thuận tiện hơn - trên thực tế, đó là mục đích của việc đưa ra đại lượng phụ trợ này (nếu không thì người ta sẽ làm mà không có nó). hoàn toàn, chỉ sử dụng
7. Tuy nhiên, chúng ta phải hiểu rõ rằng một số tính chất cơ bản của “vật chất” này về cơ bản khác với các tính chất của loại “vật chất” thông thường có thể được gọi bằng thuật ngữ “chất”.
8. Cm. Định lý Ampe.
9. Đối với một trường đều, biểu thức này cho lực bằng 0, vì mọi đạo hàm đều bằng 0 B theo tọa độ.
10. Sivukhin D.V. Giáo trình vật lý đại cương. - Ed. Thứ 4, khuôn mẫu. - M.: Fizmatlit; Nhà xuất bản MIPT, 2004. - T. III. Điện. - 656 giây. - ISBN 5-9221-0227-3 ; ISBN 5-89155-086-5.

Chúng ta hãy cùng nhau hiểu từ trường là gì. Rốt cuộc, nhiều người sống trong lĩnh vực này cả đời mà thậm chí không nghĩ tới nó. Đã đến lúc phải sửa nó!

Từ trường

Từ trường- một loại vật chất đặc biệt. Nó thể hiện ở hành động chuyển động của các điện tích và vật thể có mô men từ riêng (nam châm vĩnh cửu).

Quan trọng: từ trường không ảnh hưởng đến điện tích đứng yên! Từ trường cũng được tạo ra bằng cách chuyển động của các điện tích, hoặc bằng điện trường biến thiên theo thời gian, hoặc bằng mômen từ của các electron trong nguyên tử. Nghĩa là, bất kỳ dây dẫn nào có dòng điện chạy qua cũng trở thành nam châm!

Một vật thể có từ trường riêng.

Một nam châm có các cực gọi là bắc và nam. Các ký hiệu "bắc" và "nam" được đưa ra chỉ để thuận tiện (như "cộng" và "trừ" trong điện).

Từ trường được biểu diễn bằng đường dây điện từ. Các đường sức liên tục và khép kín và hướng của chúng luôn trùng với hướng tác dụng của lực trường. Nếu các mảnh kim loại nằm rải rác xung quanh một nam châm vĩnh cửu, các hạt kim loại sẽ hiển thị hình ảnh rõ ràng về các đường sức từ đi ra từ cực Bắc và đi vào cực Nam. Đặc tính đồ họa của từ trường - đường sức.

Đặc điểm của từ trường

Đặc điểm chính của từ trường là cảm ứng từ, từ thông Và tính thấm từ. Nhưng hãy nói về mọi thứ theo thứ tự.

Chúng ta hãy lưu ý ngay rằng tất cả các đơn vị đo lường đều được đưa ra trong hệ thống SI.

Cảm ứng từ B - đại lượng vật lý vectơ, là đặc tính lực chính của từ trường. Ký hiệu bằng chữ cái B . Đơn vị đo cảm ứng từ – Tesla (T).

Cảm ứng từ cho thấy từ trường mạnh đến mức nào bằng cách xác định lực nó tác dụng lên điện tích. Lực này được gọi là Lực Lorentz.

Đây q - thù lao, v - tốc độ của nó trong từ trường, B - cảm ứng, F - Lực Lorentz do trường tác dụng lên điện tích.

F– một đại lượng vật lý bằng tích của cảm ứng từ với diện tích của mạch và cosin giữa vectơ cảm ứng và pháp tuyến của mặt phẳng mạch mà từ thông đi qua. Từ thông là một đặc tính vô hướng của từ trường.

Chúng ta có thể nói rằng từ thông đặc trưng cho số lượng đường cảm ứng từ xuyên qua một đơn vị diện tích. Từ thông được đo bằng Weberach (Wb).

Tính thấm từ– hệ số xác định tính chất từ ​​của môi trường. Một trong những thông số mà cảm ứng từ của trường phụ thuộc vào là độ thấm từ.

Hành tinh của chúng ta đã là một nam châm khổng lồ trong vài tỷ năm. Cảm ứng của từ trường Trái đất thay đổi tùy theo tọa độ. Tại đường xích đạo, nó xấp xỉ 3,1 lần 10 mũ âm 5 của Tesla. Ngoài ra, còn có những dị thường từ tính trong đó giá trị và hướng của trường khác biệt đáng kể so với các khu vực lân cận. Một số dị thường từ tính lớn nhất trên hành tinh - Vòng cung Kursk Và dị thường từ tính Brazil.

Nguồn gốc của từ trường Trái đất vẫn còn là một bí ẩn đối với các nhà khoa học. Người ta cho rằng nguồn của trường là lõi kim loại lỏng của Trái đất. Lõi đang chuyển động, nghĩa là hợp kim sắt-niken nóng chảy đang chuyển động, và chuyển động của các hạt tích điện chính là dòng điện tạo ra từ trường. Vấn đề là lý thuyết này ( địa động lực) không giải thích làm thế nào trường được giữ ổn định.

Trái đất là một lưỡng cực từ khổng lồ. Các cực từ không trùng với các cực địa lý mặc dù chúng ở rất gần nhau. Hơn nữa, các cực từ của Trái đất cũng chuyển động. Sự dịch chuyển của họ đã được ghi nhận từ năm 1885. Ví dụ, trong một trăm năm qua, cực từ ở Nam bán cầu đã dịch chuyển gần 900 km và hiện nằm ở Nam Đại Dương. Cực của bán cầu Bắc Cực đang di chuyển qua Bắc Băng Dương đến vùng dị thường từ tính Đông Siberia; tốc độ di chuyển của nó (theo dữ liệu năm 2004) là khoảng 60 km mỗi năm. Bây giờ có sự tăng tốc chuyển động của các cực - tốc độ trung bình tăng thêm 3 km mỗi năm.

Ý nghĩa của từ trường Trái đất đối với chúng ta là gì? Trước hết, từ trường Trái đất bảo vệ hành tinh khỏi các tia vũ trụ và gió mặt trời. Các hạt tích điện từ không gian sâu không rơi trực tiếp xuống đất mà bị một nam châm khổng lồ làm chệch hướng và di chuyển dọc theo đường sức của nó. Vì vậy, tất cả các sinh vật sống đều được bảo vệ khỏi bức xạ có hại.

Một số sự kiện đã xảy ra trong suốt lịch sử Trái đất. sự đảo ngược(thay đổi) của các cực từ. Đảo ngược cực- đây là lúc họ đổi chỗ. Lần cuối cùng hiện tượng này xảy ra là khoảng 800 nghìn năm trước và tổng cộng đã có hơn 400 lần đảo ngược địa từ trong lịch sử Trái đất. Một số nhà khoa học tin rằng, với gia tốc chuyển động của các cực từ được quan sát, sẽ có cực tiếp theo. sự đảo ngược sẽ xảy ra trong vài nghìn năm tới.

May mắn thay, một sự thay đổi cực vẫn chưa được mong đợi trong thế kỷ của chúng ta. Điều này có nghĩa là bạn có thể nghĩ về những điều thú vị và tận hưởng cuộc sống trong trường không đổi cũ tốt của Trái đất, sau khi xem xét các tính chất và đặc điểm cơ bản của từ trường. Và để bạn có thể làm được điều này, có những tác giả của chúng tôi, những người mà bạn có thể tin tưởng giao phó một số vấn đề giáo dục! và các loại công việc khác bạn có thể đặt hàng bằng liên kết.

Các nguồn của từ trường là di chuyển điện tích (dòng điện) . Từ trường xuất hiện trong không gian xung quanh dây dẫn mang dòng điện, giống như điện trường xuất hiện trong không gian xung quanh các điện tích đứng yên. Từ trường của nam châm vĩnh cửu còn được tạo ra bởi các dòng điện siêu nhỏ tuần hoàn bên trong các phân tử của một chất (giả thuyết Ampere).

Để mô tả từ trường cần đưa vào đặc tính lực của từ trường, tương tự như vectơ căng thẳngđiện trường. Đặc điểm này là vectơ cảm ứng từ Vectơ cảm ứng từ xác định lực tác dụng lên dòng điện hoặc điện tích chuyển động trong từ trường.
Hướng dương của vectơ được lấy là hướng từ cực nam S đến cực bắc N của kim từ nằm tự do trong từ trường. Như vậy, bằng cách khảo sát từ trường do dòng điện hoặc nam châm vĩnh cửu tạo ra bằng một kim từ nhỏ, có thể thấy ở mọi điểm trong không gian đều có thể

Để mô tả định lượng từ trường, cần chỉ ra phương pháp xác định không chỉ
hướng của vectơ nhưng và mô đun của nó Mô đun của vectơ cảm ứng từ bằng tỷ số của giá trị cực đại
Lực ampe tác dụng lên một dây dẫn thẳng có dòng điện, đến cường độ dòng điện TÔI trong dây dẫn và chiều dài của nó Δ tôi :

Lực Ampe có hướng vuông góc với vectơ cảm ứng từ và hướng của dòng điện chạy qua dây dẫn. Để xác định hướng của lực Ampe thường dùng quy tắc bàn tay trái: nếu bạn đặt bàn tay trái sao cho đường cảm ứng đi vào lòng bàn tay và các ngón tay duỗi thẳng hướng dọc theo dòng điện thì ngón cái dang ra sẽ chỉ hướng của lực tác dụng lên dây dẫn.

Từ trường liên hành tinh

Nếu không gian liên hành tinh là chân không, thì từ trường duy nhất trong đó chỉ có thể là trường của Mặt trời và các hành tinh, cũng như trường có nguồn gốc thiên hà kéo dài dọc theo các nhánh xoắn ốc của Thiên hà của chúng ta. Trong trường hợp này, từ trường của Mặt trời và các hành tinh trong không gian liên hành tinh sẽ cực kỳ yếu.
Trên thực tế, không gian liên hành tinh không phải là chân không mà chứa đầy khí ion hóa do Mặt trời (gió mặt trời) phát ra. Nồng độ của khí này là 1-10 cm -3, vận tốc điển hình là từ 300 đến 800 km/s, nhiệt độ gần 10 5 K (hãy nhớ rằng nhiệt độ của vành nhật hoa là 2×10 6 K).
gió mặt trời– dòng plasma thoát ra từ quầng mặt trời vào không gian liên hành tinh. Ở cấp độ quỹ đạo Trái đất, tốc độ trung bình của các hạt gió mặt trời (proton và electron) là khoảng 400 km/s, số lượng hạt lên tới vài chục trên 1 cm3.

Nhà khoa học người Anh William Gilbert, bác sĩ triều đình của Nữ hoàng Elizabeth, là người đầu tiên chứng minh vào năm 1600 rằng Trái đất là một nam châm, trục của nó không trùng với trục quay của Trái đất. Do đó, xung quanh Trái đất, giống như xung quanh bất kỳ nam châm nào, đều có từ trường. Năm 1635, Gellibrand phát hiện ra rằng từ trường của trái đất đang dần thay đổi và Edmund Halley đã tiến hành cuộc khảo sát từ tính đầu tiên trên thế giới về các đại dương và tạo ra bản đồ từ tính đầu tiên trên thế giới (1702). Năm 1835, Gauss tiến hành phân tích điều hòa hình cầu của từ trường Trái đất. Ông đã tạo ra đài quan sát từ trường đầu tiên trên thế giới ở Göttingen.

Đôi lời về thẻ từ. Thông thường, cứ 5 năm một lần, sự phân bố từ trường trên bề mặt Trái đất được thể hiện bằng bản đồ từ trường của ba phần tử từ tính trở lên. Trên mỗi bản đồ này, các đường cô lập được vẽ dọc theo đó một phần tử nhất định có giá trị không đổi. Các đường có độ lệch bằng nhau D được gọi là đường đẳng giác, độ nghiêng I được gọi là đường đẳng đẳng, và độ lớn của tổng cường độ B được gọi là đường đẳng động hoặc đường đẳng hướng. Các đường đẳng từ của các nguyên tố H, Z, X và Y lần lượt được gọi là các đường đẳng cự của các thành phần nằm ngang, dọc, bắc hoặc đông.

Hãy quay trở lại bản vẽ. Nó hiển thị một vòng tròn có bán kính góc 90° - d, mô tả vị trí của Mặt trời trên bề mặt trái đất. Cung tròn lớn vẽ qua điểm P và cực địa từ B cắt đường tròn này tại các điểm H'n và H'm, lần lượt biểu thị vị trí của Mặt trời tại các thời điểm buổi trưa địa từ và nửa đêm địa từ của điểm P. Những điểm này khoảnh khắc phụ thuộc vào vĩ độ của điểm P. Vị trí Mặt trời vào buổi trưa và nửa đêm thực sự ở địa phương được biểu thị lần lượt bằng các điểm H n và H m. Khi d dương (mùa hè ở Bắc bán cầu) thì nửa buổi sáng của ngày địa từ không bằng buổi tối. Ở những vĩ độ cao, thời gian địa từ có thể rất khác với thời gian thực hoặc thời gian trung bình trong hầu hết thời gian trong ngày.
Nói về thời gian và hệ tọa độ, chúng ta cũng hãy nói về việc tính đến độ lệch tâm của lưỡng cực từ. Lưỡng cực lệch tâm đã dần dần trôi ra ngoài (bắc và tây) kể từ năm 1836. Nó đã vượt qua mặt phẳng xích đạo chưa? vào khoảng năm 1862. Quỹ đạo xuyên tâm của nó nằm ở khu vực đảo Gilbert ở Thái Bình Dương

TÁC DỤNG CỦA TỪ TRƯỜNG ĐẾN DÒNG DIỆN

Trong mỗi khu vực, tốc độ gió mặt trời và mật độ hạt thay đổi một cách có hệ thống. Quan sát tên lửa cho thấy cả hai tham số đều tăng mạnh ở ranh giới khu vực. Vào cuối ngày thứ hai sau khi vượt qua ranh giới khu vực, mật độ rất nhanh, sau hai hoặc ba ngày, mật độ bắt đầu tăng dần. Tốc độ gió mặt trời giảm dần vào ngày thứ hai hoặc thứ ba sau khi đạt đỉnh. Cấu trúc khu vực và các biến thể được ghi nhận về vận tốc và mật độ có liên quan chặt chẽ đến nhiễu loạn từ quyển. Cấu trúc của khu vực này khá ổn định nên toàn bộ cấu trúc dòng quay cùng với Mặt trời trong ít nhất vài vòng quay mặt trời, đi qua Trái đất khoảng 27 ngày một lần.